- scritto da Mariangela Martellotta
- categoria Vetro
I vetri a controllo solare: caratteristiche e tipologie
Si sta diffondendo anche in Italia, da Nord a Sud, l'impiego dei vetri a controllo solare, una novità che consente di migliorare il comfort degli ambienti in termini di calore e luminosità e di ridurre i consumi energetici per la climatizzazione. Vediamo caratteristiche e tipologie dei diversi vetri a controllo solare presenti sul mercato.
Risparmiare energia significa innanzitutto ridurre il fabbisogno energetico di un edificio ricorrendo a sistemi efficienti per il suo soddisfacimento con un bilancio positivo in termini di costi-benefici. Per migliorare il comfort termoigrometrico, di isolamento acustico e di qualità dell’illuminazione diurna di un edificio ci sono due vie da seguire: prevedere dotazioni impiantistiche efficienti, implementandole nel caso di riqualificazioni energetiche, e realizzare un involucro efficiente che garantisca ottime performance sia in inverno che in estate.
È essenziale tenere in considerazione che un involucro edilizio efficiente può garantire di ridurre quasi a zero l’utilizzo di impianti per l'abitabilità di un edificio e pertanto offre la garanzia di minori costi in bolletta e riduzione delle emissioni di CO2.
Per realizzare un involucro edilizio efficiente occorre valutare con attenzione le caratteristiche dei serramenti e degli elementi che li compongono, ovvero vetri e telaio.
I vetri a controllo solare, in base al contesto climatico di riferimento, possono essere impiegati per ridurre l’ingresso di calore nelle abitazioni e negli edifici nelle arre con clima più caldo, ma anche per evitare il fenomeno dell’abbagliamento solare. Nelle città e nelle zone a clima più temperato, questo tipo di vetro viene utilizzato per controbilanciare il controllo dei raggi solari con un’alta trasmissione di luce naturale.
Caratteristiche dei vetri a controllo solare
Il vetro a controllo solare è chiamato indifferentemente “selettivo” o “basso emissivo” , sebbene queste due tipologie non abbiano lo stesso significato nella pratica. La differenza principale tra le due tipologie consiste nel lato in cui è applicato il rivestimento, oltre che in altre caratteristiche tecniche e di produzione.
Il rivestimento di entrambi i vetri è costituito da ossidi metallici di tipo magnetronico o pirolitico.
Nel primo caso il rivestimento viene depositato per pirolisi, un processo a caldo con cui il rivestimenti viene fuso e inglobato nel vetro diventando questo più resistente alle intemperie e adatto ad essere posto all'esterno.
La caratteristica principale dei vetri selettivi è quella di trasmettere perfettamente la radiazione luminosa e di respingere invece la radiazione infrarossa, soprattutto quella a lunghezza d'onda più bassa (detta radiazione termica) in quanto, seppure lasci passare una buona quantità di luce naturale, il vetro esercita un’azione di schermo dai raggi UV ed infrarossi. In questo modo, oltre a risparmiare, si avranno spazi interni luminosi e molto più freschi rispetto all’utilizzo di un vetro tradizionale.
Più è basso il fattore solare (FS o valore g), meno calore proveniente dal sole entrerà in casa. Quindi con l'impiego di vetri a controllo solare selettivi è possibile evitare anche l’utilizzo di sistemi schermanti, come tende, persiane e tapparelle.
Un vetro con un buon controllo solare solitamente ha un fattore che va dal 20% al 40%. Nelle città del Sud verranno utilizzati, chiaramente, fattori solari molto bassi. In quelle del Nord, i vetri che hanno una percentuale di circa il 30% sono delle buone soluzioni.
Nel secondo caso, con i vetri basso emissivi, il rivestimento da ossidi metallici sul vetro viene depositato con un procedimento elettromagnetico, non è molto resistente agli agenti atmosferici e deve essere quindi posto all'interno.
I vetri a controllo solare basso emissivi, come quelli selettivi, permettono il transito della radiazione luminosa, evitando invece il passaggio della radiazione infrarossa (in questo caso quella a frequenza d'onda maggiore) impedendo la dispersione del calore verso l'esterno.
Oggi in commercio esistono vetri a controllo solare che raggruppano entrambe le caratteristiche, denominati genericamente basso emissivi, quindi in questa definizione è possibile ritrovare spesso anche le caratteristiche del vetro selettivo.
Più un vetro è selettivo, più questo vetro è in grado di “scegliere” le onde di calore rispetto alle onde di luce trasmesse ad una diversa frequenza.
Queste capacità di selezione è espressa dall’indice di selettività, il cui valore esprime la trasmissione della luce diviso la percentuale di calore: ad esempio 70% di trasmissione di luce diviso 40% di trasmissione è uguale a 1,75. Un vetro classico ha proprio questo indice pari a 1,75 è un selettivo classico e viene chiamato anche 70/40.
Esistono vetri selettivi molto più performanti come gli Stopray Ultra 60/28, ovvero 60% di trasmissione di luce diviso 28, pari a 2,14 che attualmente è il massimo della selettività raggiungibile presente oggi sul mercato.
La varietà dei vetri a controllo solare
Vetri a controllo solare riflettenti
I vetri riflettenti sono stati tra i primi vetri a controllo solare. Sono dei vetri utilizzati già da 30 anni in edilizia trasformando gli edifici in enormi specchi.
Un classico esempio è il vetro Stopsol, un tipo di vetro molto resistente, che si può tagliare, molare, serigrafare e satinare, utilizzare come parte trasparente o incollare contro i muri per una maggior uniformità della facciata. I vetri riflettenti come lo Stopsol sono talmente resistenti che possono anche esser curvati senza perderne le proprietà.
Tuttavia il vetro riflettente non è un vetro basso-emissivo, quindi va sempre abbinato ad una vetro basso-emissivo.
Vetri a controllo solare stratificato e isolante
In particolare, il vetro a controllo solare stratificato e isolante è composto da più lastre di vetro che vengono sovrapposte ed intervallate con materiali appositi, che si rivelano tra l’altro molto sicuri, in quanto anti-sfondamento.
Per acquisire queste importanti proprietà, il vetro viene rivestito con altri materiali, tra cui appunto l’ossido metallico, definito “coating”, che non consente la dispersione di calore. Il rivestimento avviene attraverso due metodologie differenti, quella CVD (Chimical Vapor Deposition) ed il MSVD (Magnetron Sputtering Vacuum Deposition). Queste due tecnologie “basso emissive” sono molto innovative e sono, da diversi anni, garanzia di efficacia e qualità. Sono, inoltre, in conformità con la normativa EN 673.
Vetri a controllo solare pirolitici o magnetronici
Il vetro magnetronico (Soft Coating) è ottenute grazie al deposito di un sottilissimo strato di metallo nobile sulla lastra di vetro, un trattamento successivo alla produzione del vetro stesso.
Il rivestimento pirolitico (Hard Coating) è, invece, un trattamento di deposizione di metalli mentre il vetro viene fabbricato, un tipo di trattamento più resistente ma meno efficace. Il vetro selettivo magnetronico può essere impiegato sia per la realizzazione di semplici finestre, che per i più moderni e complessi sistemi di facciate, ma può essere utilizzato esclusivamente se assemblato in vetrata isolante.
Sono indicativamente vetri più “neutri” e garantiscono un’eccellente trasmissione della luce naturale ed un’efficace azione di controllo solare.
Un coating pirolitico può essere utilizzato oltre che stratificato e in vetrata isolante anche come vetro monolitico.
Vantaggi di questo prodotto, oltre alle principali possibilità in merito alla tempra e alla curvatura, sono la duttilità e la semplicità di lavorazione del prodotto.
Il vetro pirolitico garantisce, inoltre, una miglior resistenza in fase di stoccaggio e a eventuali graffi in fase di movimentazione, senza necessitare di vetri di copertura, in quanto il coating pirolitico viene deposto sulla linea float e vetrifica insieme alla lastra stessa.
Un classico esempio di vetro magnetronico è il vetro delle finestre residenziali, un classico esempio di vetro pirolitico è quello utilizzato nel forno.
Vetri intelligenti (smart windows)
I vetri intelligenti (o smart windows) sono una novità nel panorama dei veri a controllo solare. Sono vetri che hanno la capacità di reagire ai cambiamenti ambientali circostanti, al fine di garantire i massimi livelli di comfort negli ambienti interni all’edificio.
Questa tipologia di vetro è il risultato di una serie di sperimentazioni e innovazioni nel settore, guidate dall’obiettivo del risparmio energetico. I vetri intelligenti offrono elevate prestazioni e permettono un ottimo controllo della radiazione solare, senza compromettere gli apporti luminosi: nei vetri elettrocromici, fotocromici, termocromici, cioè cromogenici, che vanno sotto la definizione generale di vetri cromogenici, la trasmissione della luce è di circa l’80%.
La dinamicità dei vetri intelligenti dipende da appositi strati composti da materiali con proprietà optoelettriche, ovvero basate su reazioni che combinano elettronica e luce. Questi vetri costituiscono sicuramente un prodotto interessante per quegli ambienti che presentano molte superfici vetrate, non solo in campo residenziale: pensiamo alle hall dei luoghi di lavoro, ai grattacieli vetrati utilizzati come torri per uffici o attività di rappresentanza, dove il fattore luce costituisce un elemento che tende a perseguire un risultato estetico per l’ambiente, prima ancora che di comfort per chi quell’ambiente lo vive. In base alla tipologia di materiale con cui viene trattato il vetro si possono distinguere diverse tipologie di vetri intelligenti.
La maggior parte delle ricerche ha fatto ricorso all’uso di materiali elettrocromici, ovvero che permettono la variazione del colore del vetro. A seconda delle condizioni climatiche, i vetri elettrocromici possono modificare il proprio colore, il livello di trasparenza e la schermatura alla radiazione solare azionate quando è necessario, applicando un basso voltaggio elettrico. In sostanza, questi vetri superano i limiti dei “comuni” vetri selettivi poiché questi ultimi, per quanto siano efficienti, rimangono statici, mentre la variabile che vogliono controllare (ovvero la radiazione solare) è dinamica.
Gli svantaggi dei vetri elettrocromici consistono in :
- impossibilità ad essere impiegati su ampie superfici;
- insufficiente curabilità
I Campi di applicazione sono:
- settore automobilistico: specchi retrovisori, tettucci; nel futuro: finestrini laterali e posteriori;
- settore edile: finestre a controllo dinamico;
- settore aerospaziale.
I vetri termocromici, invece, reagiscono esclusivamente sulla base della temperatura superficiale esterna e possono modificare il loro livello di trasparenza diventando completamente opachi quando vengono superati livelli ritenuti critici e riflettendo la maggior parte della radiazione solare.
Tra gli svantaggi dei vetri termocromoci ricordiamo che:
- bloccano i raggi solari benefici in inverno;
- possono essere regolati dall’utenza solo utilizzando circuiti elettrici stampati sugli strati che racchiudono il film termocromico;
- tendono all’ingiallimento dei gel polimerici;
- non sono mai completamente trasparenti.
I Campi di applicazione sono :
- settore agricolo: serre
- settore edile: vani scala, coperture, atri e strutture a corte, lucernari, pannelli di facciata
La ricerca infine ha permesso di realizzare vetri a controllo solare intelligenti controllati direttamente dall'uomo: in base ai materiali utilizzati e alle condizioni ambientali, i cambiamenti del vetro possono essere attivati o disattivati attraverso interruttori o persino mediante app.
Tra questi ricordiamo i vetri a cristalli liquidi, costituiti da due lastre di vetro con interposta una pellicola contenente una serie di cavità sferiche contenente appunto cristalli liquidi. In assenza di corrente (quando il dispositivo elettrico collegato alla vetrata è spento) la superficie vetrata diventa traslucida, i cristalli si orientano casualmente tra gli elettrodi del sistema e in con tale disposizione la luce incidente si diffonde all’interno di un ambiente ma viene del tutto impedita la vista attraverso i cristalli. Creando invece un campo elettrico (quando il dispositivo elettrico collegato alla vetrata è attivato), i cristalli o le particelle sospese si allineano, eliminando la deviazione dei raggi luminosi. Si garantisce così la trasparenza del vetro.
Il funzionamento dei vetri a cristalli liquidi per il controllo solare. Crediti, www.navdisplay.com.
Tra gli svantaggi dei vetri a cristalli liquidi:
- il passaggio da uno stato all'altro è molto rapido, pertanto rispetto al funzionamento dei vetri elettrocromici, la tensione elettrica applicata deve essere mantenuta attiva per tutto il tempo in cui si desidera la trasparenza della vetrata;
- la diffusione è sempre presente, anche nello stato attivato.
I Campi di applicazione sono:
- settore edile: ambienti interni (come elemento separatore, diaframma che garantisce la privacy) e facciate esterne (assemblato in struttura isolante trasparente)
- settore automobilistico: finestrini laterali
I costi dei vetri a controllo solare
Per quanto riguarda il prezzo dei vetri a controllo solare, bisogna tenere in considerazione che, visti i vantaggi che essi offrono, è inevitabile un maggiore costo rispetto ai vetri di tipo tradizionale: l’investimento maggiore presuppone però dei benefici a lungo termine, soprattutto per quanto riguarda i costi in bolletta per la climatizzazione degli ambienti e i benefici di comfort ambientale.
C’è da dire che molti Comuni italiani forniscono agevolazioni e sconti fiscali per l’installazione di infissi che supportino vetri a controllo solare e tecnologie che ne prevedono l’impiego.
L’installazione di un vetro a controllo solare da parte di un professionista ha un prezzo medio variabile a seconda della tipologia di vetro specifica ed i prezzi possono aumentare o diminuire in base alle richieste.
Da un’indagine di mercato il quadro di raffronto fra i costi medi al mq (esclusa la posa in opera) per vetrate utilizzate in campo edilizio è il seguente:
